CN103534803B - 用于堆叠管芯封装的无线电‑和电磁干扰穿透硅通孔及制造方法 - Google Patents

Abstract

装置包括有将RF管芯中的区从无线电‑电磁干扰屏蔽的屏蔽穿透硅通孔和管芯背面网格盖子的射频管芯。

Description

用于堆叠管芯封装的无线电-和电磁干扰穿透硅通孔及制造 方法

技术领域

公开的各实施例涉及封装射频集成电路和形成封装射频集成电路的方法。

附图说明

为了理解获得各实施例的方式，以上简要描述的各种实施例的更具体的描述将通过参考各附图来呈现。这些附图描绘了不必按比例绘制且不应被考虑为限制范围的各实施例。一些实施例将通过使用附图用附加特征和细节来描述和解释，在附图中：

图1a是根据示例实施例包括穿透硅通孔屏蔽区的微电子装置的截面正视图；

图1b是根据示例实施例包括进一步处理之后的图1a中所描绘的微电子装置的芯片封装的截面正视图；

图1c是根据示例实施例包括有穿透硅通孔数字处理器和进一步处理之后的图1a中所描绘的微电子装置的芯片封装的截面正视图；

图2是根据示例实施例的图1a中所描绘的RF管芯的部分分解的立体线框剖示正视图；

图3是根据示例实施例的无线电-和电磁干扰屏蔽结构的分解的具体立体剖示图；

图4是根据示例实施例的无线电-和电磁干扰屏蔽结构的一部分的俯视图；

图5是根据示例实施例的图1b中所描绘的芯片封装的各部分的分解的剖示正视立体图；

图6是根据示例实施例的过程和方法流程图；

图7是根据示例实施例的计算机系统的示意图。

具体实施方式

公开了其中用管芯中的屏蔽TSV来配置穿透硅通孔射频集成电路（TSV RFIC）管芯的过程，管芯中的屏蔽TSV形成用于保护敏感电路的屏蔽区。

现在将参考附图，其中可能对相似的结构提供相似的后缀标记。为了更清楚地示出各种实施例的结构，此处包括的附图是集成电路结构的图形表示。因此，虽然仍然包括所示各实施例所要求保护的结构，但制成的集成电路结构的实际外观例如在显微照片中可能看上去不同。而且，附图可能只示出对理解所示各实施例有用的结构。可能没有包括本领域内已知的附加结构以保持附图的清楚。

图1a是根据示例实施例包括穿透硅通孔屏蔽区的微电子装置100的截面剖示正视图。射频（RF)管芯110包括有源表面112和与有源表面112共平面的背面表面114。RF管芯110也可以称为RFIC管芯110，但RF管芯110可能有包含在RF管芯110内的若干不同的RFIC和其它集成电路。RF管芯110由可以是掺杂硅材料的块体半导体材料116所制成。在实施例中，块体半导体材料116由掺杂砷化镓材料所制成。在实施例中，块体半导体材料116被配置为PMOS设备。在实施例中，块体半导体材料116被配置为NMOS设备。可以选择其它材料和配置用于块体半导体材料116。

电路层118包括在块体半导体材料116的有源表面112中，并经过前端处理以实现包括电路层118中的有源和无源设备的集成电路。电路层118放置得邻近于——并包括RF管芯110的有源表面112。后端处理的金属化层120（后端金属化层120）放置得邻近并在有源表面112以上。后端金属化层120可能有若干金属化层，诸如从金属-1（M1）直到M2到M12或更高中的任何层，取决于若干公开的实施例的有用应用。在实施例中，背面表面114是用背面金属膜122覆盖的毯覆层。

对RF管芯110的第一区124进行分区。在实施例中，第一区124包括电路层118中的电路诸如全球定位系统（GPS）电路。在任何情况下，放置在第一区124中的电路可以称为RFIC GPS区124。第一区124会受邻近的无线电-和电磁干扰（RMI）（诸如交换噪声和可能在RF管芯110中的或来自邻近设备的别处生成的其它噪声）所影响。因此，第一区124配置有至少一个包括围合结构和盖子的无线电-和电磁干扰屏蔽结构。

在实施例中，多个屏蔽穿透硅通孔（屏蔽TSV）126形成围绕第一区124中的GPS电路边界的三维（3D）无线电-和电磁干扰第一屏蔽。可以看到3D结构126取X-和Z-方向，但当如图2中所示被描绘为包括X-Y视图时它也形成闭合的边界。屏蔽TSV126形成围合结构。在实施例中，第一区124也由背面屏蔽128进行背面屏蔽。可以将背面屏蔽图案化以便为第一区124提供有用的无线电-和电磁噪声屏蔽。在实施例中，背面屏蔽128匹配由屏蔽TSV126形成的边界。该匹配结果意味着屏蔽TSV126的X-Y边界就覆盖面积而言基本等于背面屏蔽的X-Y覆盖面积。背面屏蔽128是形成盖子的网格结构。为了说明性目的，将盖子128从围合结构126中提升，但它如虚线有方向箭头所指示地对齐。图2中进一步示出了背面屏蔽128。尽管背面屏蔽128被示为仅覆盖屏蔽TSV126的边界，它也可以在管芯背面114上超过RF管芯110的长度和深度。

无论是信号、功率还是接地的电气通信可以通过至少一个放置在第一区124中的至少一个第一TSV130执行。对比用作屏蔽TSV的TSV，用作信号、功率或接地连接的TSV此处可以称为“信号TSV”。可以理解，被配置为信号和功率/接地功能之一的若干第一TSV130可以位于第一区124中，且因此它们不是由屏蔽TSV126组成的围合结构的一部分。第一TSV130在X-Y方向中协作以通过背面屏蔽128的网格中的间隔（Z方向）。在图1a中，背面屏蔽128从第一TSV130偏离以便第一TSV130可以通过背面屏蔽网格中的空隙。

现在可以理解，屏蔽区可以包括单个电路或者多个电路，所述多个电路是诸如GPS电路之类的整个设备的子集。在实施例中，形成诸如微电子装置100之类的微电子装置的设计规则偏爱对给定设备（诸如第一区124中的GPS）沿整个电路的子集形成屏蔽区。因此，可以存在保护第一区124中的GPS的整个电路的子集的第一屏蔽区。在实施例中，存在保护第一区中的GPS的整个电路的全部或子集的第一屏蔽区，保护第二区134中的第N个G设备的整个电路的子集的第二屏蔽区。类似地，后续区138中可以存在后续屏蔽区，电路的全部或子集由后续屏蔽区保护。

在实施例中，第一区124中的电子屏蔽通过屏蔽穿透金属化层通孔（TMV）扩展到后端金属化层120中，两个TMV用附图标记132指示。如所示，组成TSV围合结构的围合结构具有与屏蔽TMV形成的边界相同的边界。可以看到，围合结构126的扩展通过TMV132形成，使得该围合结构（在Z方向）比仅块体半导体材料116（Z方向）的深度深。可以理解，虽然屏蔽TSV126形成垂直（Z方向）定向的结构，但TMV132可以包括X-Y方向中的迹线组合和Z方向中的互连通孔。

在实施例中，屏蔽TMV132将围合结构126在Z方向中的深度扩展从大约1.01到大约1.50的因子。在金属化层120有诸如M1到Mnth的多层（其中n从2到12或更大）的实施例中，屏蔽TMV132扩展到小于n的级别。这允许金属化层接线退出围合结构126的覆盖面积并横向地（X和Y向）移动到耦合到RF管芯110上的其它区的其它后端金属化层。对示例实施例，屏蔽TMV132在M12后端金属化层120中仅扩展到M4。

在实施例中，RF管芯110在第二区134中分区，且第二区134也有RF能力。在第一区124包含用于GPS能力的电路的实施例中，第二区130包括不同的RF能力。例如，在第一区124包含GPS能力的情况下，第二区130可以有智能电话RF能力，诸如2G、3G、4G或更新的非等价“N^th G”发展。在实施例中，第一区124有GPS电路且第二区130有4G电路。

无论是信号、功率或接地的电气通信可以通过至少一个放置在第二区134中的第二TSV136来执行。可以理解，几个第二TSV136可以位于第二区134中。在实施例中，所述至少一个TSV136在绝缘材料137的薄层中形成。

在实施例中，后续区138在RF管芯110中分区。后续区138也有除第一区124中的之外且与第一区124中的不同的RF能力。在第一区包含用于GPS能力的电路的一实施例中，后续区132包含与第一区124和第二区134中的那些不同的RF能力。在一示例实施例中，后续区132可以有WiFi能力。在第一区包含用于GPS能力的电路且第二区134包含用于2G、3G、4G或Nth G能力的电路的一实施例中，后续区138包含用于WiFi能力的电路。

无论是信号、功率或接地的电气通信可以通过至少一个放置在后续区138中的后续TSV140来执行。可以理解，若干后续TSV140可以位于后续区138中。在实施例中，所述至少一个后续TSV140用绝缘材料141的薄层形成。尽管没有用绝缘材料描绘屏蔽TSV126，可以理解，所有TSV可以用绝缘材料制成以促进半导体材料上的信号或功率的低渗漏。

图2是根据示例实施例的图1a中所描绘的RF管芯110的部分分解的立体线框剖示正视图200。背面表面114被描绘为与由后端金属化层120覆盖的有源表面112相对。

RF管芯110展示第一区124，该第一区124具有包括围合结构126和盖子128的无线电-和电磁干扰屏蔽结构。可以看出，背面屏蔽128匹配由各屏蔽TSV126形成的边界。尽管在无线电-电磁干扰屏蔽结构之内描绘了单个第一TSV130，但可以理解，若干第一TSV可以位于屏蔽结构之内，并将第一区124中的电路电路层118的电路耦合到背面表面114处的连接。

RF管芯110将第二区134展示为邻近第一区124。描绘了第二区134之内的多个第二TSV136。尽管描绘了第二区之内的四个第二TSV136，但可以理解，若干第二TSV可以位于第一区134中的电路层118之内，直至背面表面114处的连接。

RF管芯110展示邻近第二区134的后续区138。描绘了位于后续区138之内的多个后续TSV140。尽管描绘了位于后续区138之内的四个后续TSV140，可以理解，几个后续TSV可以位于后续区138中的电路层118之内，直至背面表面114处的连接。多个后续TSV140沿X方向对齐，而多个第二TSV136沿Y方向对齐。不同的对齐说明无论区位置如何，各TSV可以沿任一方向对齐或者它们可以在X-Y布局中混合。

描绘了RF管芯之内的以任意方式的其它区，包括第三区142、第四区144和第五区146。其它区是说明在诸如穿透硅通孔射频集成电路（TSV RFIC）200之类的管芯中制成的微电子装置。

在示例实施例中，屏蔽TSV围合结构（诸如在图2中描绘的屏蔽TSV126）可以涵盖多于一个的区域。例如，GPS电路和WiFi电路的至少一部分可以被屏蔽TSV围合结构涵盖。在实施例中，所述若干区包括屏蔽GPS区124、N^th G区134、WiFi区138、CPU区142、蓝牙区144和其它区146。其它区146可以包括时钟、SC、VED和VEC、音频、显示器、GFX和其它非等价但有用的电路。

图3是根据示例实施例的无线电-和电磁干扰屏蔽结构300的分解的具体立体剖示图。屏蔽结构300嵌入在半导体衬底310中，310被指示为占用后端金属化层320（Z方向）上方的空间。至少一个信号或功率TSV330放置于所描绘的半导体衬底310的区324之内。

在实施例中，计算了邻近的屏蔽TSV326之间的间隔348以导致在半导体衬底310之内和邻近设备中生成有用的RF噪声屏蔽。在实施例中，中心到中心间距间隔348等于邻近的无线电-或电磁噪声波长的十分之一，或λ/10。在实施例中，中心到中心间距间隔348在从λ/20到λ/1的范围中。在中心到中心间距间隔在范围中的实施例中，每个屏蔽TSV326的直径349为d，且两个邻近的屏蔽TSV326相距从1.1d到3d的间距间隔348。在实施例中，间距间隔348是2d。在屏蔽TSV326是直径d的实施例中，任何两个邻近的屏蔽TSV326的中心到中间间距为2d的间距间隔348。在实施例中，每个屏蔽TSV326有8μm的直径349和间距d，且两个邻近的屏蔽TSV326的间距为16μm的间距间隔348。

背面屏蔽328分解描绘于屏蔽TSV326上方。为了说明性目的，将盖子328从围合结构326中提升，但它如虚线有方向箭头所指示地对齐。背面屏蔽328形成作为屏蔽TSV326的围合结构的网格盖子。如所描绘的，多个迹线350被描绘为在X方向移动的两个头352之间Y方向上移动。形成盖子328的网格的线宽度和线间隔可以类似于屏蔽TSV直径和中心到中心间隔。因此在实施例中，当任何两个邻近的屏蔽TSV326有直径d并其中心到中心间距为2d的距离时，任何两个邻近的迹线350有等于d的宽度w351（X方向）并其中心到中心间距为2d的距离。在实施例中，背面屏蔽328由诸如光刻技术图案化并蚀刻。

背面屏蔽328和TSV326一起组成无线电-和电磁干扰屏蔽结构。在实施例中，将各屏蔽TMV（诸如图1a中描绘的屏蔽TMV132）相加以弥补有用的较大无线电-和电磁干扰屏蔽结构的不足。

现在可以理解，对给定RFIC管芯实施例而言，TSV的数目可以是大约30000，无论它们用作屏蔽TSV还是用作功率、接地或信号TSV。因此，当第一区324的面积已知、屏蔽针对的特定波长λ已知且屏蔽TSV的给定中心到中心间距是基于有用的关系诸如λ/10时，对于单行屏蔽TSV配置在第一区324中找到的屏蔽TSV的数目将是已知的。因此，TSV屏蔽区也可以由屏蔽TSV的近似数目来定义。

图4是根据示例实施例的无线电-和电磁干扰屏蔽结构400的一部分的俯视图。屏蔽结构400嵌入在半导体衬底410中，半导体衬底410被指示为占用第一区424之内的空间。至少一个信号或功率或接地TSV430放置于半导体衬底410的第一区424之内。

第一多个屏蔽TSV426形成沿第一区424中的GPS电路边界的3D无线电-和电磁干扰第一屏蔽。在实施例中，后续多个屏蔽TSV427形成与第一屏蔽同心的3D无线电-和电磁干扰后续屏蔽。可以理解，除了第一和后续多个屏蔽TSV426和427各自之外，可以设置第二多个屏蔽TSV。多个屏蔽TSV的数目范围可以从二（如图4中描绘的）到100。

在实施例中，计算邻近的第一屏蔽TSV426之间的间隔，以导致在半导体衬底410之内和在邻近设备中生成有用的RF噪声屏蔽。类似地，计算了邻近的后续屏蔽TSV427之间的间隔，以导致在半导体衬底410之内和在邻近设备中生成有用的RF噪声屏蔽。现在可以理解，至少两个同心的3D屏蔽（和盖子）的组合可以用来产生有用的无线电-和屏蔽区。对于给定组合，可以采用任何或全部中心到中心间距、屏蔽TSV直径和两个同心围合结构之间的X-Y交错来产生有用的复合无线电-和电磁干扰屏蔽。

现在可以理解，对给定RFIC管芯实施例而言，TSV的数目可以是大约30000，无论它们用作屏蔽TSV还是用作功率、接地或信号TSV。因此，当第一区424的面积已知、屏蔽针对的特定波长λ已知且屏蔽TSV的给定中心到中心间隔是基于有用的关系诸如λ/10时，对于多个屏蔽TSV的配置而言，在第一区424中存在的屏蔽TSV的数目将是已知的。然而，当配置了多行，诸如第一和后续多个屏蔽TSV426和427时，中心到中心的间距可以更大。例如，当后续多个屏蔽TSV427交错以填充第一多个屏蔽TSV426之间的间隙时，给定行中的中心到中心间距可以更大，因为任何第一TSV426和邻近后续TSV427的中心到中心间距可以仍是诸如λ/10的距离。

图1b是根据示例实施例包括进一步处理之后的图1a中所描绘的微电子装置100的芯片封装101的横截面正视图。芯片封装101包括RF管芯110、诸如数字处理器（DP）管芯之类的后续管芯154、和诸如1级互连之类的安装衬底172。在实施例中，后续管芯154是存储器管芯154。在实施例中，后续管芯154是多个存储器管芯154的堆叠。在实施例中，安装衬底172是直接芯片附连（DCA)板172。在实施例中，DP管芯154可以是TSV DP管芯（见图1c）。

根据示例实施例，RF管芯110包括穿透硅通孔屏蔽区124。RF管芯110被描绘为具有有源表面112和与有源表面112共平面的背面表面114。电路层118经过前端处理并邻近块体半导体材料116。电路层118放置得邻近于——并包括RF管芯110的有源表面112。后端处理金属化层120放置得邻近并在有源表面112以上。与RF管芯110的第一区124一起，分别描绘了第二和后续区134和138。电气通信，无论是信号、功率或接地，可以通过至少一个放置在第一区124中的第一TSV130来执行。当有用时，可以采用屏蔽TMV132。

在实施例中，后续管芯154至少通过在包括围合结构126实施例和盖子128实施例的无线电-和电磁干扰屏蔽结构之外通信的第一TSV130耦合到RF管芯110。后续管芯154被描绘为具有有源表面156和背面表面160的倒装管芯154。块体硅162内的电路层158也是有源表面156的一部分。有源表面156也与后端金属化层164接触，RF管芯110通过后端金属化层164与后续管芯154通信。

如所描绘的，RF管芯110具有用于形成屏蔽第一区124的TSV围合结构126和盖子128。通过后续管芯154，无线电-和电磁干扰生成区170被后端金属化层164中的接地环166所屏蔽。屏蔽由与接地环166共享相同的X-Y边界的凸起环(bump ring)168继续。例如，当后续管芯154是数字处理器时，无线电-和电磁干扰生成区170可以有诸如时钟信号之类的噪声源。接地环166和凸起环168可用于包含对区170的无线电-和电磁干扰。因此当将第一区124从邻近的无线电-和电磁干扰屏蔽有用且造成问题的无线电-和电磁干扰在附近设备154的附近区170中生成时，可以通过使用接地环166和凸起环168来有效地限制RMI。现在可以理解，至少接地环166的间隔可以遵循有用的公式，诸如造成问题的无线电信号波长除以有用的数（诸如10）。

在实施例中，RF管芯110倒装安装在作为第一级互连172的诸如DCA板之类的安装衬底172上。如所描绘的，无源设备174嵌入在安装衬底172中。在实施例中，安装衬底172是包括至少一个嵌入其中的无源设备174的无核衬底172。RF管芯110和无源设备174之间的电子通信根据任何公开的实施例或否则根据已知技术通过电气凸起部执行。如所示，RF管芯110根据任何公开的实施例或否则根据已知技术通过使用电子凸起部与安装衬底172配合。其它无源设备可以根据在由发明公开中署名的发明人于2010年12月20日提交的PCT专利申请第PCT/US2010/061388号中公开的任何技术嵌入在安装衬底172中，所述申请公开的全部内容通过引用结合于此。

图1c是根据示例实施例包括有穿透硅通孔数字处理器155的变体的图1a中所描绘的微电子芯片装置的芯片封装102的截面正视图。在实施例中，由项目155指派的空间由存储器管芯占据。在实施例中，由项目155指派的空间由多个存储器管芯的堆叠占据。在实施例中，由项目155指派的空间是DP管芯且至少一个存储器管芯与其堆叠。

芯片封装102包括RF管芯110、TSV后续DP管芯155、安装衬底168和相控阵列天线衬底180。在实施例中，安装衬底168是直接芯片附连（DCA)板168。TSV后续管芯155通过TSV DP后续管芯155耦合到相控阵列天线（PAA)衬底180和到RF管芯110。

将PAA衬底180示为具有通过阵列掩模186暴露的平面天线元素的四个出现181、182、183和184。在实施例中，有孔径的金属化层188放置在PAA衬底180中作为用来增强天线带宽的地线平面。地线平面188通过PAA衬底180中的地线通孔192耦合到虚设凸起部190。

RF管芯110和天线元素之间的电气接触通过至少一个迹线194完成。天线元素181、182、183和184通过PAA衬底180的电气耦合通过电感耦合的孔径馈送来完成。在实施例中，PAA衬底180包括第一电介质层196和第二电介质层198。在实施例中，第一电介质层196是玻璃并具有比也是玻璃的第二电介质层198低的电介质常数。

RF管芯110通过至少一个TSV157耦合到PAA衬底180并耦合到至少一个迹线194。在实施例中，RF管芯110TSV信号被传输到相控阵列天线元素，但更低频率的功能与PAA衬底180分开并包含在安装衬底172中。此集成系统降低信号拥塞，并促进受PAA衬底180的维度所限制的更小的X-Y形状因子。

图5是根据示例实施例的图1b中所描绘的芯片封装101的各部分的分解的剖示正视立体图。关于区170，在图5中仅描绘了后续管芯154的Z方向覆盖面积。后续管芯154用线框描绘于区170之内，且放置在后续管芯154和RF管芯110之间的凸起环168远离后续管芯154和RF管芯110在Z方向上分解。可以看到，屏蔽结构用接地环166和凸起环168形成以将无线电-和电磁干扰限制在区170之内。

图6是根据示例实施例的过程和方法流程图600。

在610，过程实施例包括在RF管芯中形成无线电-和电磁干扰屏蔽TSV围合结构。在非限制性示例实施例中，RMI TSV围合结构126在图1a中所描绘的RF管芯110中形成。对RMITSV围合结构126的TSV形成可以通过已知技术来完成。在非限制性示例实施例中，后端金属化层120包含穿透金属化层屏蔽通孔132。

在612，围合结构容纳GPS电路。在非限制性示例实施例中，在图1b中描绘的第一区124容纳在RMI TSV围合结构126中。

在620，过程包括形成管芯背面处的围合结构上的RMI屏蔽盖子。在非限制性示例实施例中，盖子128如图2中描绘的用有用的迹线宽度和间隔形成。在示例实施例中，过程在610处开始并在620处终止。

在630，方法实施例包括通过使用RFIC管芯中的信号-和功率/接地TSV将RFIC管芯组装到数字处理器。在非限制性示例实施例中，如图1b中描绘了倒装组装到RF管芯110作为DP管芯154的后续管芯154。在实施例中，方法在610处开始并在630处终止。

在632，方法包括将相控阵列天线衬底组装到RF管芯。在非限制性示例实施例中，PAA衬底180如图1c所描绘的组装到RF管芯110。可以理解，任何PAA衬底的实施例，及相关申请中公开的并与所述本发明公开同日递交的若干PAA衬底实施例，都可以组装到TSV RF管芯。

在640，方法实施例包括将RFIC管芯组装到安装衬底。在非限制性示例实施例中，RF管芯110如图1b中所见组装到板172。在非限制性示例实施例中，如从过程610和620及方法640一起可见，RF管芯110实施例直接组装到板。其它组装可以偶发或后续于过程610和620及方法640一起而完成，诸如第二实体将后续管芯组装到RF管芯。

在642，方法实施例包括有至少一个嵌入其中的无源设备的安装衬底。在非限制性示例实施例中，支持RF管芯110的电感器174嵌入在安装衬底172中并通过板172和RF管芯110之间的倒装连接耦合。

在650，方法实施例包括将RF管芯组装到计算机系统。在非限制性示例实施例中，图7中描绘的计算机系统700包括被组装来组成计算机系统700的RF管芯实施例。

图7是根据示例实施例的计算机系统的示意图。

计算机系统700（也称为电子系统700）如所描绘地可以体现根据几个公开的实施例和本公开中阐述的其等价方案中任何一个包括有无线电-和电磁干扰屏蔽结构的RF管芯的装置。将包括RMI屏蔽结构实施例的装置组装到计算机系统。计算机系统700可以是诸如上网本计算机之类的移动设备。计算机系统700可以是诸如无线智能电话的移动设备。计算机系统700可以是台式机。计算机系统700可以是手持阅读器。计算机系统700可以集成到汽车。计算机系统700可以集成到电视。

在一实施例中，电子系统700是包括将电子系统700的各种组件电子耦合的系统总线720的计算机系统。根据各种实施例系统总线720是单个总线或任何总线的组合。电子系统700包括向集成电路710提供功率的电压源730。在一些实施例中，电压源730通过系统总线720向集成电路710供应电流。

根据实施例，集成电路710电子耦合到系统总线720并包括任何电路或电路的组合。在实施例中，集成电路710包括可以是包括RMI屏蔽结构实施例的任何类型装置的处理器712。如此处使用的，处理器712可以意味着任何类型的电路，诸如但不限于微处理器、微控制器、图形处理器、数字信号处理器或另一处理器。在实施例中，处理器712是此处公开的RMI屏蔽结构实施例。在实施例中，在处理器的存储器高速缓存中找到了SRAM实施例。可以包括集成电路710中的其它类型的电路是定制电路或专用集成电路（ASIC），诸如用于无线设备中的通信电路714，无线设备诸如蜂窝电话、智能电话、寻呼机、便携式计算机、双向无线电和类似的电子系统。在实施例中，处理器710包括管芯上存储器716，诸如静态随机存取存储器（SRAM）。在实施例中，处理器710包括嵌入式管芯上存储器716，诸如嵌入式动态随机存取存储器（eDRAM）。

在一实施例中，集成电路710被后续集成电路711所补充，后续集成电路诸如可以包括图形处理器诸如由加利福尼亚州圣克拉拉市的英特尔公司制造的Sandy Bridge^TM类型处理器的DP。在实施例中，双集成电路711包括嵌入式管芯上存储器717诸如eDRAM。双集成电路711包括双处理器713和双通信电路715和双管芯上存储器717（诸如SRAM）。

在实施例中，至少一个无源设备780耦合到RF集成电路710，使得集成电路710和所述至少一个无源设备是包括RMI屏蔽结构的装置实施例的一部分，RMI屏蔽结构包括集成电路710和可选地集成电路711的一部分。

在实施例中，电子系统700包括天线元件782，诸如任何本公开中阐述的PAA衬底。通过使用天线元件782（诸如任何本公开中阐述的PAA衬底），远程设备784（诸如电视）可以通过无线链路由装置实施例远程地操作。例如，通过无线电-电磁干扰屏蔽结构操作的智能电话上的应用通过无线链路将指令广播到远至30米处的电视，诸如通过蓝牙技术，但所述RMI屏蔽结构实施例保护GPS电路。天线元件782也可以有用于GPS区的天线。天线元件782也可以有用于蜂窝电话的天线。天线元件782也可以有单极功能。天线元件782也可以有双极功能。天线元素782也可以有PIFA功能。天线元件782也可以有Vivaldi类型功能。天线元件782也可以有电磁阀类型功能。当需要其它有用的功能时可以采用其它天线功能。

在实施例中，电子系统700也包括外部存储器740，740可以进而包括一个或多个适用于特定应用的存储器元件，诸如RAM形式的主存储器742、一个或多个硬驱动器744和/或处理可移动介质746的一个或多个驱动器，诸如盘、紧致盘（CD）、数字可变盘（DVD）、闪存驱动器和其它本领域内已知的可移动介质。外部驱动器740也可以是嵌入式存储器748，诸如包括根据任何公开的实施例的无线电-和电磁干扰屏蔽结构的装置。

在实施例中，电子系统700也包括显示器设备750和音频输出760。在实施例中，电子系统700包括输入设备诸如可以是键盘、鼠标、触摸垫、小键盘、轨迹球、游戏控制器、话筒、语音识别设备或任何其它将信息输入进电子系统700中的输入设备的控制器770。在实施例中，输入设备770包括相机。在实施例中，输入设备770包括数字声音记录器。在实施例中，输入设备770包括相机和数字声音记录器。

基础衬底790可以是计算系统700的一部分。在实施例中，基础衬底790是支持包括配合到后续管芯的RMI屏蔽结构的装置的主板。可以理解，DCA板可以是计算机系统700的一部分，DCA板组装于其上的主板也是。在实施例中，基础衬底790是支持装置的板，该装置包括具有配合到PAA衬底的RMI屏蔽结构的RF管芯。在实施例中，基础衬底790包括涵盖于虚线790之内的功能中的至少一个，并是诸如无线通讯器的用户壳体的衬底。

如此处所示，集成电路710可以用多个不同的实施例、包括根据所述几个公开的实施例和它们的等价方案中任何一个的RMI屏蔽结构的装置、电子系统、计算机系统、一个或多个制造集成电路的方法、一个或多个制造并组装包括根据所述几个公开的实施例和它们的等价方案中任何一个的RMI屏蔽结构的装置的方法如此处各种实施例和它们的本领域内认可的等价方案中所阐述地来实现。元素、材料、几何、维度和操作序列全部可以变化以适合特定的I/O耦合要求，包括RMI屏蔽结构实施例和它们的等价方案。

尽管管芯可以指可以在同一句中提到的处理器芯片、RF芯片、RFIC芯片、IPD芯片、或存储器芯片，但不应解释为它们是等价的结构。贯穿本公开的对“一个实施例”和“实施例”的引用意味着结合实施例所描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。出现在贯穿本说明书中各个地方的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定全都指的是同一实施例。而且，在一个或多个实施例中，可以用任何合适的方式组合特定特征、结构或特性。

术语诸如“较上”、“较下”、“以上”和“以下”可以通过参考示出的X-Z坐标来理解，且术语诸如“邻近”可以通过参考X-Y坐标或非Z坐标来理解。

提供了摘要以符合37C.F.R.1.72(b)节，该节要求允许读者快速确定本技术公开的特性和主旨的摘要。提交摘要的同时要明白，将不用它来解释或限制权利要求的范围或含义。

在前面的具体实施方式中，出于将本公开连成一个整体的目的，各种特征可以在单个实施例中组合到一起。本公开的方法将不被解释为反映所要求保护的本发明的实施例要求比每个权利要求中明确陈述的更多特征的意图。相反，如所附权利要求书所反映，发明性的主题存在于比单个已公开实施例的所有特征少的特征中。从而，据此将所附权利要求结合进“具体实施方式”中，其中每个权利要求独立地代表一个单独的实施例。

本领域技术人员可以容易地理解，对为了解释本发明的特性而描述和示出的部件和方法阶段的细节、材料和布置的各种其它变化可以不偏离如所附权利要求书中表达的本发明的原则和范围而完成。

Claims (18)

1.一种装置，所述装置包括：

射频(RF)第一管芯，包括若干穿透硅通孔(TSV)：

有源表面和背面表面；

所述RF第一管芯中的多个区；

至少一个TSV，所述至少一个TSV传输信号、功率和接地之一(信号TSV)；以及

至少一个TSV屏蔽区，位于所述多个区之中，其中所述TSV屏蔽区包括：

间隔开的屏蔽TSV的屏蔽TSV围合结构，其沿所述TSV屏蔽区的至少一部分周围形成边界；

网格盖子，放置在所述管芯背面上并匹配所述边界网格；

第一多个屏蔽TSV；以及

与所述第一多个屏蔽TSV同心的后续多个屏蔽TSV，所述后续多个屏蔽TSV交错以填充所述第一多个屏蔽TSV之间的间隙。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述RF管芯有源表面耦合到后端金属化层，且所述后端金属化层包括匹配所述屏蔽TSV边界的穿透金属化层通孔(TMV)围合结构。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述围合结构和所述盖子分别具有妨碍无线电-和电磁干扰的间隔和宽度。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括数字处理器(DP)后续管芯，所述数字处理器(DP)后续管芯通过放置在所述RF第一管芯中的所述至少一个信号TSV耦合到所述RF第一管芯。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

数字处理器(DP)后续管芯，所述数字处理器(DP)后续管芯通过放置在所述RF第一管芯中的所述至少一个信号TSV耦合到所述RF第一管芯；

其中所述DP后续管芯包括接地环，所述接地环放置在所述DP后续管芯的后端金属化层中并沿所述DP后续管芯中的区形成边界；以及

凸起环，所述凸起环放置在所述DP管芯和所述RF管芯背面之间，其中所述凸起环与所述接地环共享同一边界。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括安装衬底，所述安装衬底在所述RF管芯的有源表面处配合到所述RF管芯。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括相控阵列天线，所述相控阵列天线通过至少一个信号TSV耦合到所述RF管芯。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

数字处理器(DP)后续管芯，所述数字处理器(DP)后续管芯通过放置在所述RF第一管芯中的所述至少一个信号TSV耦合到所述RF第一管芯；以及

安装衬底，所述安装衬底在所述RF管芯的有源表面处配合到所述RF管芯。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

数字处理器(DP)后续管芯，所述数字处理器(DP)后续管芯通过放置在所述RF第一管芯中的所述至少一个信号TSV耦合到所述RF第一管芯；

安装衬底，所述安装衬底在所述RF管芯的有源表面处配合到所述RF管芯；以及

相控阵列天线，所述相控阵列天线通过至少一个信号TSV耦合到所述RF管芯。

10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

其中所述RF管芯有源表面耦合到后端金属化层，且其中所述后端金属化层包括匹配所述屏蔽TSV边界的穿透金属化层通孔(TMV)围合结构；

数字处理器(DP)后续管芯，所述数字处理器(DP)后续管芯通过放置在所述RF第一管芯中的所述至少一个信号TSV耦合到所述RF第一管芯，其中所述DP后续管芯包括接地环，所述接地环放置在所述DP后续管芯的后端金属化层中并沿所述DP后续管芯中的区形成边界；

凸起环，所述凸起环放置在所述DP管芯和所述RF管芯背面之间，其中所述凸起环与所述接地环共享同一边界；以及

安装衬底，所述安装衬底在所述RF管芯的有源表面处配合到所述RF管芯。

11.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个屏蔽区包含所述第一管芯的第一区中的全球定位系统(GPS)电路，所述装置还包括：

所述第一管芯的第二区中的2G、3G或4G电路之一；

所述第一管芯的后续区中的WiFi电路；

放置在所述第一区中的至少一个第一TSV；

放置在所述第二区中的至少一个第二信号TSV；

放置在所述后续区中的至少一个后续信号TSV；以及

通过所述至少一个信号RSV耦合到所述RF第一管芯的数字处理器(DP)后续管芯。

12.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个屏蔽区包含所述第一管芯的第一区中的全球定位系统(GPS)电路，所述装置还包括：

所述第一管芯的第二区中的2G、3G或4G电路之一；

所述第一管芯的后续区中的WiFi电路；

放置在所述第一区中的至少一个第一TSV；

放置在所述第二区中的至少一个第二信号TSV；

放置在所述后续区中的至少一个后续信号TSV；

通过所述至少一个信号RSV耦合到所述RF第一管芯的数字处理器(DP)后续管芯；以及

在所述RF管芯的有源表面处配合到所述RF管芯的安装衬底。

13.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个屏蔽区包含所述第一管芯的第一区中的全球定位系统(GPS)电路，所述装置还包括：

所述第一管芯的第二区中的2G、3G或4G电路之一；

所述第一管芯的后续区中的WiFi电路；

放置在所述第一区中的至少一个第一TSV；

放置在所述第二区中的至少一个第二信号TSV；

放置在所述后续区中的至少一个后续信号TSV；

通过所述至少一个信号RSV耦合到所述RF第一管芯的数字处理器(DP)后续管芯；

在所述RF管芯的有源表面处配合到所述RF管芯的安装衬底；以及

通过至少一个信号TSV耦合到所述RF管芯的相控阵列天线。

14.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述间隔开的屏蔽TSV中的每个TSV是用绝缘材料层形成的。

15.一种操作射频装置的方法，包括：

在射频(RF)第一管芯处处理收发机信号，其中所述RF第一管芯包括穿透硅通孔(TSV)屏蔽区，所述穿透硅通孔(TSV)屏蔽区包括：

间隔开的屏蔽TSV的屏蔽TSV围合结构，沿所述RF管芯中的区形成边界；以及

网格盖子，放置在所述管芯背面上并匹配所述边界；

第一多个屏蔽TSV；以及

与所述第一多个屏蔽TSV同心的后续多个屏蔽TSV，所述后续多个屏蔽TSV交错以填充所述第一多个屏蔽TSV之间的间隙；以及

妨碍邻近TSV屏蔽区生成的无线电-和电磁干扰(RMI)信号，其中RMI信号有波长λ,且所述屏蔽TSV有从λ/20到λ/1的范围内的中心到中心间距间隔。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述至少一个屏蔽区包含所述第一管芯的第一区中的全球定位系统(GPS)电路，所述装置还包括：

所述第一管芯的第二区中的2G、3G或4G电路之一；

所述第一管芯的后续区中的WiFi电路；

放置在所述第一区中的至少一个第一TSV；

放置在所述第二区中的至少一个第二信号TSV；

放置在所述后续区中的至少一个后续信号TSV；

通过所述至少一个信号RSV耦合到所述RF第一管芯的数字处理器(DP)后续管芯；

在所述RF管芯的有源表面处配合到所述RF管芯的安装衬底；以及

其中处理收发机信号包括：用所述WiFi电路和所述2G、3G或4G电路中的至少一个同时操作所述DP后续管芯和所述GPS电路。

17.一种计算机系统，包括：

射频(RF)第一管芯，包括若干穿透硅通孔(TSV)：

有源表面和背面表面；

所述RF第一管芯中的多个区；

传输信号、功率和接地之一的至少一个TSV(信号TSV)；以及

至少一个TSV屏蔽区，位于所述多个区之中，其中所述TSV屏蔽区包括：

间隔开的屏蔽TSV的屏蔽TSV围合结构，沿所述TSV屏蔽区的至少一部分形成边界；

网格盖子，放置在所述管芯背面上并匹配所述边界；

第一多个屏蔽TSV；以及

与所述第一多个屏蔽TSV同心的后续多个屏蔽TSV，所述后续多个屏蔽TSV交错以填充所述第一多个屏蔽TSV之间的间隙；以及

基础衬底，支持第一级互连衬底。

18.如权利要求17所述的计算机系统，其特征在于，所述基础衬底是移动设备、汽车和电视的一部分。